2006年江苏省“南京工业大学杯”化学奥赛夏令营(选拔赛4428678.ppt

元素符号
F
Cl
Br
I
价电子层结构
2s22p5
3s23p5
4s24p5
5s25p5
主要氧化数
–1,0
– 1,0,+1,+3,
+4,+5,+7
– 1,0,+1,+3,
+5,+7
– 1,0,+1,+3,
+5,+7
电子亲和能/
(kJ ·mol–1 )
322


295
分子离解能/
(kJ ·mol–1)
155
240
190
149
电负性(Pauling)




卤素的通性
第1章卤素
非金属性递变情形
I2 + 2 Py = [2 Py2]+ + 2I –
I2 + 2 Py + AgNO3 = [IPy2]+ NO3–+ AgI
I2 + O3 + HClO4 = I(ClO4)3 . 2H2O
2 ICl = I+ + ICl2–电导测定,1%离解
卤素单质
卤素分子内原子间以共价键相结合,分子间仅存在微弱的分子间作用力(色散力)。
它们在有机溶剂中的溶解度比在水中大得多。碘易溶于KI、HI和其他碘化物溶液中:
I2 + I- == I3- Kө=725
I3-离子进一步与I2分子作用生成通式为[(I2)n(I-)]的负一价多碘离子。
单质性质
F2+NaOH == NaF+OF2↑+H2O
(CN)2+2NaOH→++H2O
Cl2+2NaOH == NaCl+NaClO+H2O
Br2+NaOH
50 oC NaBr+NaBrO3+H2O
0 oC NaBr+NaBrO+H2O
3I2+6NaOH→5NaI+NaIO3+3H2O
>80oC
3Cl2+6NaOH == 5NaCl +NaClO3+ 3H2O
1. 氟的制备:
电解质:氟氢化钾﹙ KHF2 ﹚+ 氟化氢(HF)
阳极(无定型炭)
2F–== F2 +2e–
阴极(电解槽)
2HF2–+ 2e–== H2+ 4F–
化学方法
2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 == 2K2MnF6+8H2O+3O2
SbCl5+5HF == SbF6+5HCl
K2MnF6+2SbF5 423K 2KSbF5+MnF4
单质制备
电解法
MnF3+1/2F2
小资料
氟的发现是一篇悲壮的历史
氟是卤族中的第一个元素,但发现得最晚。从1771年瑞典化学家舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经历了100多年时间。在此期间,戴维、盖·吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒,鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。
莫瓦桑总结了前人的经验教训,他认为,氟活泼到无法电解的程度,电解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采用低温电解的方法,可能是解决问题的一个途径。经过多次实验,1886年6月26日, 莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制得了游离态的氟。
2. 氯的制备
工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法:
阴极:铁网
2H2O + 2e–== H2↑+2OH–
阳极:石墨
2Cl–== Cl2 + 2e–
电解反应:
2NaCl+2H2O
H2+Cl2+2NaOH
通电
实验室制备氯的方法:
MnO2+4HCl ==
MnCl2+Cl2+2H2O
2KMnO4+16HCl ==
2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O
3. 溴的制备
Cl2+2Br –== Br2+2Cl–
3Br2+3NaCO3 ==
5NaBr+HBrO3+3CO2 ↑
5Br –+ BrO3 –+ 6H+ ==
3Br2+3H2O
4. 碘的制备
Cl2+2NaI == 2NaCl+I2
I2+5Cl2+6H2O ==
2IO3 –+10Cl –+12H+
2NaI+3H2SO4+MnO2 ==
2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4
此二反应要避免使用过量氧化剂
卤化氢与卤氢酸
性质
性质
HF
HCl
HBr
HI
熔点/K




沸点/K




生成热/(kJ·mol–1)
–271
–92
–36
+26
H-X键能/ (kJ·mol–1 )
569
431
369

溶解度(293K,101kPa)/%

42
49
57
卤化氢分子有极性,易溶于水。273K时,1m3 的水可溶解500m3 的氯化氢,氟